基于互联网技术的智慧教室设计与实现

西藏民族大学信息工程学院 党红恩 孙海霞 赵尔平

基于互联网技术的智慧教室设计与实现

西藏民族大学信息工程学院 党红恩 孙海霞 赵尔平

智慧教室是融合了云计算、物联网等新兴技术，着重构建以互动为核心，极力为师生提供个性化服务和智能化管理的一种新型教学模式。基于互联网的智慧教室实现了传统课堂（多媒体课堂）无法实现的很多功能。本文通过“互联网+课堂教学”、“翻转课堂”、“体验式教学”和“智慧推动教学创新”等模块提出了智慧教室在功能设计上的优越性，使得智慧教室能更好地为现代教育服务。

互联网技术；智慧教室；设计；实现

云计算、物联网和大数据时代的到来，给各行各业带来了巨大的变化。传统的多媒体教学方式已经无法满足新时期教育工作的需要。“互联网+”浪潮下的教学方式改革促生了智慧教室的出现。

一、智慧教室概述

智慧教室最早是由罗纳德·雷西尼奥在1988年提出的Smart-Classroom。受当时理论发展制约和技术的不成熟，并未引起社会关注。2008年随着“智慧地球”概念的提出，英美学者开始了对智慧教室的研究。受美国政府支持，智慧教室很快在美国取得阶段性成果。世界各国因教育理念不同和技术条件的差异，对智慧教室的设计和应用也不尽相同。英国雷丁大学更加注重智慧教室中的学生交互行为；美国亚利桑那州立大学更加强调情境感知和小组合作交流学习。我国还大多停留在智慧教室设计理念和教学模式的创新，缺乏深入研究。

智慧教室是一种新型的智慧学习环境，是在物联网、云计算和大数据等新兴技术推动下的教室信息化建设新形态。一套完整的智慧教室包含了录播管理系统、远程互动系统、教务支持系统、学习资源系统、环境感知系统等多个系统。从应用层次来看，可以分为基本功能型。如教师上传课件、供学生线上线下学习；提供考勤系统，提供交互学习功能等。还有就是扩展功能型。如座椅可以感知学生的身体状态而及时自动调整；传感器可以感知学习者的学习状态和情感变化，进而给教师发出信号，方便老师及时了解上课效果。

智慧教室，是教学技术应用到教育理念的变革，是从技术网络覆盖到知识网络构建，到实现全面学习，提高师生生命质量的新形态。通过技术支撑与物联网下彻底颠覆传统教室的物理环境，教与学模式的转变将成为可能。智慧教室将先进智能技术融入课堂之中，实现对传统课堂的改造和革新。

智慧教室中，学生们可以享受到便捷而人性化的教学功能，体验“互动、翻转课堂”的魅力，它足以满足师生们对创新课堂的全部想象。智慧教室是推进信息技术与教育教学融合发展，利用信息化平台，通过电脑终端，实现教师与学生在课堂上更好的互动交流，进一步提高课堂教学质量和教育信息化水平。

二、基于互联网技术的智慧教室设计与实现

（一）形成“互联网+课堂教学”的课堂教学特色

互联网+教学，是互联网时代教育教学创新模式的必然选择，是现代教育面临的挑战与战略选择，更是智慧教室在新生态环境下的角色与使命。大数据时代，如何正确和全面的应用好互联网空间转变为智慧教室教学方式是发掘和发展的方向。如何充分发挥移动终端（IPAD、手机）在现代教育过程中的作用，是每个教育者必须要思考的新问题。

大学时代，由于大学生的身心趋近成熟，需要的知识储备更加丰富，加之先进的物联网感知系统，应该是没有问题的。面对中小学教学，由于孩子的视力、身体等各方面发育还不成熟，管理者和指导老师还是要适度开展。“连接就是学习”的学习模式，给学生们提供了更加丰富的想象力和活跃的课堂氛围，老师和同学们一起感受情境教学带来的巨大魅力，全新的学习体验让师生都收益匪浅。

（二）翻转课堂激发学生的创新学习能力

传统的教学还是强调老师“讲”和学生“听”的能力。而智慧教室则把学习的重心交给学生，更加强调交互和协作学习。在智慧教室模式中，老师可以多方位地讲演授课，与同学们进行更多互动和眼神交流。老师讲演结束后，同学们轻松转动课桌和椅子，就形成了小组讨论的模式。智慧教室配备多块玻璃黑板和小白板，供小组学生推算演绎、交流探讨，并随时记录交流学习过程中的收获和体会。老师最后开通智慧课堂的互动系统，对每一小组的讨论结果进行分析，并同参考答案进行比对，使学生们体会到了交流学习的魅力，认识到了同学们各自知识的差异。智慧教室还能对教学效果进行监测，形成直观的学习效果数据报表。。

（三）游戏化、体验式提升学习效果

游戏化教学和体验式教学，给学生带来了巨大的学习兴趣。使得学生由原来的被动学习改为主动学习，由原来的过程式记忆学习转变为发现型学习；由原来的机械式学习变为互动式、体验式学习。不同的知识点被贯穿在不同的游戏环节中，学生在轻松愉悦过程中的完成了教学任务。而这种学习效果是以前的填鸭式教学无法比拟的。

老师精心设计的教学内容，在情境学习过程中完成，让同学们感受到了知识的魅力。课后如果还有问题，同学们还可以观看老师放在共享空间中的微课视频，甚至是上课过程中视频录像。

（四）以智慧推动课堂教学创新

智慧教室里，老师利用电子白板演示课件，学生用答题设备对问题做出自己的选择。整节课上，每个学生操作的每个步骤都会被系统记录下来，后台可以进行精确分析，为每个学生生成一份教学效果诊断书。课前、课上、课后三位一体，充分调动了学生的积极性、主动性。智能传感器还能采集到每位学生的心率、大脑活动频率等身体特征，进而分析出同学们的学习状态、疲劳程度和情感变化，结合脑科学、人体工程学等因素，客观的评价出教学效果。智能设备能够随时调控室内各类装置，空调、灯光、多媒体等，打造一个明亮、舒适、应用便捷的上课环境。智慧教室能调动孩子的自主学习积极性，IPAD课堂让学习变得不再那么枯燥，学生很喜欢这种课堂形式，每周都在盼望着这堂课，提高了学习效率，认为智慧教室时尚又实用。

三、小结

智慧教室作为一种新型的教育教学模式，必将引领未来教育的趋势。智慧教室为学生们服务，为学习交流而存在，是为每一位学生能获得更好的成才成长环境而不断努力付出的结果。智慧教室作为现代创新教学的阵地，其设计要在互联网技术的基础上，始终秉持服务教学、应用为主的基本理念，致力于改变教和学的方法，不断拓展学生的思维能力，进一步提升教学效果。高等教育只有将智慧教室、情景实训室、企业实习基地融于学习过程，才能在老师践行“工匠精神”的过程中，不断培养学生的“工匠精神”，更好地提升学生的学习能力和创新能力。让基于互联网技术的智慧教室的设计与实现为学生的成长与成才发挥出更大效能。现阶段我国智慧教室建设主要停留在硬件配置和设计方面，同时也缺乏明确的评价指标体系，要真正实现“智慧”功能，我们还要花更多的时间研究和实践。

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党红恩（1978－），男，陕西合阳人，硕士，讲师，研究方向：计算机应用技术、云计算等。